基于區塊鏈的微波設備資產管理系統探討

孫志堅 劉春齡

1.2.內蒙古自治區廣播電視微波傳輸總站 內蒙古 呼和浩特市 010050

引 言

內蒙古自治區廣播電視微波傳輸總站是內蒙古廣播電視局下屬重要的事業單位，承擔對自治區微波線路的傳輸及業務指導、調度工作，微波網絡的規劃和運營。區干微波線路干線站點多數為1987年自治區微波干線成立之初建設的站點，同時隨著事業的發展各個盟市自建了自己內部龐大的支線電路，這些站點可以同干線電路做到信號的互聯互通。為保持微波區干與支線信號的一致性，區干電路和支線電路很多設備均可通用。干線電路上區微波傳輸總站負責整體調度，分配各臺站部分維護經費，支線則由盟市獨立運營。因此微波站設備的更新可能來自于自治區微波傳輸總站、局直屬臺、盟市廣播電視管理部門、旗縣廣播電視管理部門等。更新設備有很大的通用性，有的甚至是完全相同的設備。由于微波站點管理的復雜性，隨著時間的推移會對設備的管理產生一定的影響，面對相同的配件，很難搞清楚其歸屬來源，也較容易產生管理隱患。

由于微波系統管理的復雜性，利用傳統的集約化的固定資產管理模式去管理整個微波傳輸線路會存在很大的難度。而區塊鏈的去中心化特性則可以很好的解決這一系列問題。

1 區塊鏈技術構成

1.1 區塊鏈技術特點

區塊鏈，是一種保有歷史交易數據的分布式數據庫。區塊鏈技術結構擁有去中心化、時間可追溯性、自治性、開放性以及信息不可篡改等特性，其多采用時間戳、非對稱加密、分布式共識、可靈活編程等技術。區塊鏈的技術架構大致可以分為6層：數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層，如圖1所示。其中數據層涵蓋所有基礎信息數據和加密等技術、網絡層連接所有節點完成數據的傳播以及驗證、共識層涵蓋了各種共識算法與機制、激勵層完成獎勵與懲處、合約層完成封裝算法和智能合約、應用層為具體的區塊鏈的應用場景。

圖1 區塊鏈技術架構

區塊鏈技術首先以虛擬加密貨幣為中心發展到服務于以智能合約為中心的金融領域，后拓展的各個領域。但凡是去中心化的、需要第三方監管、有觸發條件的、需要溯源的點對點“交易”（資產或非資產、有形或無形），均可能由區塊鏈來完成。其現在已經應用于諸如智能實物資產交易、無形資產管理、公共記錄、證件登記、私人記錄等領域。

1.2 區塊鏈組成

區塊鏈把數據分成不同的區塊，每個區塊通過特定的信息鏈接到上一區塊的后面，前后順鏈，呈現一套完整的數據。每個區塊的塊頭包含前一個區塊的哈希值，該值是對前區塊的塊頭進行哈希函數計算而得到。區塊之間都會由這樣的哈希值與先前的區塊環環相扣形成一個鏈條，如圖2所示。

圖2 區塊鏈組成

區塊鏈可應用不同的加密方法，如RSA、國密算法等以保障區塊鏈數據的安全性。各個節點在獨立作業的同時存儲著同樣的信息，并且擁有同樣的權利。區塊鏈分布式賬本是同步的而不是一個賬本形成之后再制作多個備份。

2 微波設備資產區塊鏈

2.1 需求

2.1.1 微波系統設備構成

一個典型的微波系統構成包括：變壓器、配電柜、備用電源、整流柜、電池組、機柜、IDU、分插復用設備、ODU、天線、鐵塔等系統組成部分如圖3所示。

圖3 微波系統組成

其中各個組成部分根據配置還包括多個單元，比如整流柜中會配置空開、浪涌保護器、整流模塊、傳感器等，而IDU中則會根據需求配置可拔插的中頻板、IP接口板、公務板等功能板卡。在現實的維護過程中，各個系統組成部分有可能會整體更換但是更多的是更換其中的單元。準確記錄更換的設備對于保證全線路微波系統的穩定性及保證系統設備資產的合理利用是至關重要的。

2.1.2 微波線路維護

自治區微波干線擁有79個站點由自治區微波傳輸總站投資，各盟市的支線這部分由盟市自身投資建設，自治區干線與大多數支線站點可以做到設備與信號的兼容。同時區干微波設備雖然由區總站進行投資建設，但是在日常的維護過程中主要由臺站所屬的單位進行維護。由于最初建成時的管理體系，站點的歸屬情況較為復雜，站點可能歸屬于區微波傳輸總站直接管理、區局直屬臺管理、當地盟市的廣播電視管理機構、所在旗縣的廣播電視管理機構管理。各級管理單位并沒有直接的管理權限及隸屬關系，但都貢獻于同一個事業。各級單位有會在同一個站點進行投資，因此替換的設備來源就很復雜。而且各級管理機構也會采購大量的備品備件，合理利用這部分備品備件會強化整體線路的設備維護而提高線路的可靠性。

2.1.3 微波資產區塊鏈

由于微波線路復雜的維護模式，若想精準的把握全線路的微波設備資產，利用傳統的集約化的數據庫模式則會困難重重且維護難度極大，而利用區塊鏈技術則可以有效地解決這一系列問題。

區塊鏈上節點根據實際需要分成兩類：“備件節點”和“在用節點”。“備件節點”是微波站的管理單位的備品備件存儲庫，記錄作為備品備件的微波設施，其功能主要是“生成”，節點之間也是可以“交易”的，“生成”對應的是設備的采購用于備用，“交易”主要是對應管理機構之間設備的調動及撥付，“備件節點”可以清晰的記錄非在線設備的信息、調動、撥付信息。使得每件固定資產有清晰的路徑，不僅可以有效管理固定資產而且極大地加速固定資產的流動速度，更好滿足微波線路的實際需要。“備件節點”中設備會添加離線和損壞屬性以標注設備狀態，離線屬性表示該設備正處于微波站點的備件庫中，損壞屬性則表示該設備為壞掉后替換下來的。

“在用節點”則主要存儲在用設備的信息，基本映射為每一個微波站點的在線設備，“在用節點”主要與“備件節點”設備進行“交易”完成備品備件的到位，一個微波站點通常會映射兩個節點，因為站點內除了有在線設備還會存儲一部分緊急情況下可用的備品備件。微波資產區塊鏈結構如圖4所示。

圖4 微波資產區塊鏈結構

每個節點中的元數據格根據需要至少包含設備名稱、設備代號、設備型號、設備對應廠家、設備性能等屬性。

結束語

區塊鏈技術特點正好可以符合復雜的微波線路設備管理要求，可以有效管理高流動性的微波設備資產。去中心化的特性符合備品備件的管理由各個管理站點管理；時間可追溯性能夠讓技術人員清晰的看到設備的調撥路徑；自治性符合線路上各個站點技術設備上的平等特性而無需中心對其他站點的調配；信息不可篡改的特性可以防止設備管理的脫管及因人為出入庫錯誤而導致系統性問題。區塊鏈技術的應用可以極大提高設備在全線路的流通性，使得設備更好應用于微波線路，同時能使龐大的線路設施得到有效地管理。